package com.Hsu.mq.mqserver;

/**
 * @author Hsu琛君珩
 * @ClassName:BrokerServer
 * @date 2024-03-03
 * @apiNote
 * @Version: v1.0
 */

import com.Hsu.mq.common.*;
import com.Hsu.mq.mqserver.core.BasicProperties;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 这个 BrokerServer 就是我们 消息队列的本体服务器
 * 本质上是一个 TCP 的服务器
 */
public class BrokerServer {
    private ServerSocket serverSocket = null;

    //当前考虑一个 BrokerServer 上只有一个 虚拟主机
    private VirtualHost virtualHost = new VirtualHost("default");
    //使用这个 哈希表 表示当前的所有会话（也就是说有哪些客户端正在和我们的服务器进行通信）
    //此处的 key 是 channelId，value 是 对应的 Socket 对象
    private ConcurrentHashMap<String, Socket> sessions = new ConcurrentHashMap<String, Socket>();
    //引入线程池，来处理多个客户端的请求
    private ExecutorService executorService = null;
    //引入一个 boolean 变量，控制服务器是否继续进行
    private volatile boolean runnable = true;

    public BrokerServer(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("[BrokerServer] 启动!");
        executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        try {
            while (runnable) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                // 把处理连接的逻辑丢给这个线程池.
                executorService.submit(() -> {
                    processConnection(clientSocket);
                });
            }
        } catch (SocketException e) {
            System.out.println("[BrokerServer] 服务器停止运行!");
            // e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 一般停止服务器，就是直接 kill 掉对应的进程即可
     * 但此处还是搞一个单独的停止方法，主要是用于后续的单元测试
     */
    public void stop() throws IOException {
        runnable = false;
        // 把线程池中的任务都放弃了. 让线程都销毁.
        executorService.shutdownNow();
        serverSocket.close();
    }

    /**
     * 通过这个方法，来处理一个客户端的连接
     * 在这一个连接中，可能会涉及到多个请求和响应
     *
     * @param clientSocket
     */
    private void processConnection(Socket clientSocket) {
        try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
             OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {
            // 这里需要按照特定格式来读取并解析. 此时就需要用到 DataInputStream 和 DataOutputStream
            try (DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(inputStream);
                 DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream)) {
                while (true) {
                    // 1. 读取请求并解析.
                    Request request = readRequest(dataInputStream);
                    // 2. 根据请求计算响应
                    Response response = process(request, clientSocket);
                    // 3. 把响应写回给客户端
                    writeResponse(dataOutputStream, response);
                }
            }
        }catch (EOFException | SocketException e){//这是服务器正常断开的异常
            //对于 DataInputStream 如果读到 EOF 就会抛出 EOFException，就需要借助这个异常来结束循环
            System.out.println("[BrokerServer] connection 关闭! 客户端的地址: " + clientSocket.getInetAddress().toString()
                    + ":" + clientSocket.getPort());
        }catch (IOException | ClassNotFoundException | MqException e) {//这是服务器连接出现问题的异常
            e.printStackTrace();
            System.out.println("[BrokerServer] connection 出现异常！");
        }finally {
            try {
                //当连接处理完了，就要关闭 socket
                clientSocket.close();
                //一个 TCP 连接中，可能包含多个 channel，就需要把当前这个 socket 对应的所有 channel 也都清理掉
                clearClosedSession(clientSocket);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private Request readRequest(DataInputStream dataInputStream) throws IOException {
        Request request = new Request();
        request.setType(dataInputStream.readInt());
        request.setLength(dataInputStream.readInt());
        byte[] payload = new byte[request.getLength()];
        int n = dataInputStream.read(payload);
        if (n != request.getLength()) {
            throw new IOException("读取请求格式出错!");
        }
        request.setPayload(payload);
        return request;
    }

    private void writeResponse(DataOutputStream dataOutputStream, Response response) throws IOException {
        dataOutputStream.writeInt(response.getType());
        dataOutputStream.writeInt(response.getLength());
        dataOutputStream.write(response.getPayload());
        //这个刷新缓冲区也是很重要的操作
        dataOutputStream.flush();
    }

    /**
     * 这里要做的就是遍历上述 sessions 哈希表，把该被关闭的 socket 对应的键值对都删除
     * 客户端可能会通过 TCP 连接创建多个逻辑上的连接（每个逻辑上的连接就是一个 channel）
     * 服务器使用一个 sessions 的哈希表来记录所有的 channel，key 是 channelId，value 是 socket 对象
     * 正常情况，客户端哪个 channel 不用了，就应该主动关闭，也就是发一个 type==0x2 的请求，关闭 channel
     * 不正常情况，当前 channel 还没来得及关闭，TCP 连接就断开了，此时 Socket 对象就无效了，这样的键值对就要被删除了
     * @param clientSocket
     */
    private void clearClosedSession(Socket clientSocket) {
        List<String> toDeleteChannelId = new ArrayList<>();//记录要删除的 channelId
        for (Map.Entry<String, Socket> entry : sessions.entrySet()) {
            if (entry.getValue() == clientSocket) {
                //不能直接删除，这属于使用集合类的大忌：一边遍历，一边删除
                //sessions.remove(entry.getKey());
                toDeleteChannelId.add(entry.getKey());
            }
        }
        for(String channelId : toDeleteChannelId){
            sessions.remove(channelId);
        }
        System.out.println("[BrokerServer] 清理 session 完成！被清理的 channelId="+toDeleteChannelId);
    }

    private Response process(Request request, Socket clientSocket) throws IOException, ClassNotFoundException, MqException {
        //1.把 request 中的 payload 做一个初步的解析。
        //当前请求中的 payload 是根据 type 走的，比如 type 是 0x3，payload 就是 ExchangeDeclareArguments
        //不管哪个 XxxArguments 的父类都是 BasicArguments
        BasicArguments basicArguments = (BasicArguments) BinaryTool.fromBytes(request.getPayload());
        System.out.println("[Request] rid=" + basicArguments.getRid() + ", channelId=" + basicArguments.getChannelId() + ", type=" + request.getType() + ", length=" + request.getLength());
        //2.根据 type 的值，具体区分这个请求是干什么的
        boolean ok=true;
        if(request.getType()==0x1) {
            //创建 channel
            sessions.put(basicArguments.getChannelId(), clientSocket);
            System.out.println("[BrokerServer] 创建 channel 完成! channelId=" + basicArguments.getChannelId());
        }else if(request.getType()==0x2){
            //销毁 channel
            sessions.remove(basicArguments.getChannelId());
            System.out.println("[BrokerServer] 销毁 channel 完成! channelId=" + basicArguments.getChannelId());
        }else if(request.getType()==0x3){
            //创建交换机，此时 payload 就是 ExchangeDeclareArguments 对象
            ExchangeDeclareArguments arguments = (ExchangeDeclareArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.exchangeDeclare(arguments.getExchangeName(), arguments.getExchangeType(), arguments.isDurable(), arguments.isAutoDelete(), arguments.getArguments());
        }else if(request.getType()==0x4){
            //删除交换机
            ExchangeDeleteArguments arguments = (ExchangeDeleteArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.exchangeDelete(arguments.getExchangeName());
        }else if(request.getType()==0x5){
            //创建队列
            QueueDeclareArguments arguments = (QueueDeclareArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.queueDeclare(arguments.getQueueName(), arguments.isDurable(), arguments.isExclusive(), arguments.isAutoDelete(), arguments.getArguments());
        }else if(request.getType()==0x6){
            //删除队列
            QueueDeleteArguments arguments = (QueueDeleteArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.queueDelete((arguments.getQueueName()));
        }else if(request.getType()==0x7){
            //创建绑定
            QueueBindArguments arguments = (QueueBindArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.queueBind(arguments.getQueueName(), arguments.getExchangeName(), arguments.getBindingKey());
        }else if(request.getType()==0x8){
            //删除绑定
            QueueUnbindArguments arguments = (QueueUnbindArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.queueUnbind(arguments.getQueueName(), arguments.getExchangeName());
        }else if(request.getType()==0x9){
            //发送消息
            BasicPublishArguments arguments = (BasicPublishArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.basicPublish(arguments.getExchangeName(), arguments.getRoutingKey(), arguments.getBasicProperties(), arguments.getBody());
        }else if(request.getType()==0xa){
            //订阅消息
            BasicConsumeArguments arguments= (BasicConsumeArguments) basicArguments;
            ok = virtualHost.basicConsume(arguments.getConsumerTag(), arguments.getQueueName(), arguments.isAutoAck(), new Consumer() {
                //这个回调函数的工作，就是把服务器收到的消息可以直接推送会对应的消费者客户端
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, BasicProperties basicProperties, byte[] body) throws MqException, IOException {
                    //先知道当前这个收到的消息要发给哪个客户端
                    //此处 consumerTag 其实是 channelId，根据 channelId 去 sessions 中查询，就可以得到对应 socket 对象了，从而往里面发送数据
                    //1.根据 channelId 找到 socket 对象
                    Socket clientSocket = sessions.get(consumerTag);
                    if (clientSocket == null || clientSocket.isClosed()) {
                        throw new MqException("[BrokerServer] 订阅消息的客户端已经关闭!");
                    }
                    //2.构造响应数据
                    SubScribeReturns subScribeReturns = new SubScribeReturns();
                    subScribeReturns.setChannelId(consumerTag);
                    subScribeReturns.setRid(""); // 由于这里只有响应, 没有请求, 不需要去对应. rid 暂时不需要.
                    subScribeReturns.setOk(true);
                    subScribeReturns.setConsumerTag(consumerTag);
                    subScribeReturns.setBasicProperties(basicProperties);
                    subScribeReturns.setBody(body);
                    byte[] payload = BinaryTool.toBytes(subScribeReturns);
                    Response response = new Response();
                    // 0xc 表示服务器给消费者客户端推送的消息数据
                    response.setType(0xc);
                    //response 的 payload 就是一个 SubScribeReturns
                    response.setLength(payload.length);
                    response.setPayload(payload);
                    //3.把数据写回给客户端。
                    //注意：此处的 dataOutputStream 不能 close，如果把 dataOutputStream 就会直接把 clientSocket 的 outputStream 也关闭了，这样就不能继续往 socket 写入后续数据了
                    DataOutputStream dataOutputStream=new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());
                    writeResponse(dataOutputStream, response);
                }
            });
        }else if(request.getType()==0xb){
            //调用 basicAck 确认消息
            BasicAckArguments arguments= (BasicAckArguments) basicArguments;
            ok= virtualHost.basicAck(arguments.getQueueName(),arguments.getMessageId());
        }else {
            //当前 type 是非法的
            throw new MqException("[BrokerServer] 未知的 type！type="+request.getType());
        }
        //3.构造响应
        BasicReturns basicReturns = new BasicReturns();
        basicReturns.setChannelId(basicArguments.getChannelId());
        basicReturns.setRid(basicArguments.getRid());
        basicReturns.setOk(ok);
        byte[] payload = BinaryTool.toBytes(basicReturns);
        Response response = new Response();
        response.setType(request.getType());
        response.setLength(payload.length);
        response.setPayload(payload);
        System.out.println("[Response] rid=" + basicReturns.getRid() + ", channelId=" + basicReturns.getChannelId() + ", type=" + response.getType() + ", length=" + response.getLength());
        return response;
    }
}